BIOS 物理内存布局图

BIOS（Basic Input/Output System）的物理内存布局是计算机启动和运行时关键的低层内存分配结构。以下是典型的 x86架构 的物理内存布局（以传统 16MB 以下的区域为例）：

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物理内存布局图（Legacy x86）

+----------------------- 0xFFFFFFFF (4GB) -----------------------+
| 保留给硬件（如PCI设备、BIOS ROM等）                             |
+----------------------- 0xC0000000 (3GB) -----------------------+
| 高端内存（内核动态映射区域，具体布局由操作系统决定）              |
+----------------------- 0x100000 (1MB) -------------------------+
| **Extended Memory** (操作系统和应用程序使用)                    |
| 0x100000 (1MB) - 0x9FFFFF (16MB以下)                           |
+----------------------- 0xA0000 (640KB) ------------------------+
| **Video RAM** (显卡显存)                                       |
| 0xA0000 - 0xBFFFF (128KB)                                      |
|   - 0xA0000: VGA 图形模式帧缓冲区                              |
|   - 0xB8000: 文本模式字符缓冲区（彩色文本）                     |
+----------------------- 0x9FFFF (640KB) ------------------------+
| **Conventional Memory** (传统内存，BIOS和DOS使用)               |
| 0x00000 - 0x9FFFF (640KB)                                      |
|   - 0x00000: **Interrupt Vector Table (IVT)**                  |
|   - 0x00400: **BIOS Data Area (BDA)**                          |
|   - 0x00500: **DOS 暂存区**（可选）                            |
|   - 0x07C00: **Bootloader** (MBR被加载到此处)                   |
|   - 0x07E00: Bootloader 后续代码                               |
+----------------------- 0x00000 --------------------------------+

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关键区域说明

1. 0x00000 - 0x003FF

   • 中断向量表 (IVT)：256个中断服务例程的地址（实模式使用）。

2. 0x00400 - 0x004FF

   • BIOS 数据区 (BDA)：硬件状态信息（如串口端口、内存大小等）。

3. 0x00500 - 0x07BFF

   • 自由空间：DOS或Bootloader可用的临时内存。

4. 0x07C00 - 0x07DFF

   • MBR 加载地址：BIOS将引导扇区（512字节）加载到此执行。

5. 0xA0000 - 0xBFFFF

   • 显卡内存映射：
     • 0xA0000-0xAFFFF：VGA图形模式。
     • 0xB8000-0xBFFFF：文本模式（80x25彩色文本）。

6. 0xC0000 - 0xFFFFF

   • BIOS ROM 映射：
     • 0xC0000-0xC7FFF：Video BIOS（显卡固件）。
     • 0xF0000-0xFFFFF：主板BIOS代码（启动时执行）。

7. 0x100000 (1MB) 以上

   • 扩展内存：由操作系统管理（如Linux的ZONE_NORMAL）。

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现代系统的变化

• UEFI：不再依赖传统内存布局，直接调用UEFI运行时服务。
• 保护模式/长模式：操作系统启用分页后，物理地址被重新映射。
• Reserved Regions：ACPI表、TPM、PCIe配置空间等可能占用其他区域。

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注意事项

• 实模式（Real Mode）只能访问 1MB 以下内存。
• 保护模式（Protected Mode）可访问全部物理内存，但需通过分页机制管理。
• 内存布局可能因硬件（如ARM架构）或固件（如Coreboot）而异。